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电机学是电气工程专业中的一门重要课程，涉及电机的原理、结构、工作原理等方面的知识。学生在学习电机学时，经常会遇到各种各样的习题，需要进行详细的分析和解答。《电机学戈宝军（电机学戈宝军第三版课后答案）》就是为了解决学生在习题解答方面的困扰而编写的。
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电机学戈宝军（电机学戈宝军第三版课后答案）
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1、内容深度：不同版本的电机学戈宝军在内容深度上有所不同。版本更偏向于基础知识，涵盖电机原理、构造和基本运行方式方面，而其余版本更注重于实际应用，包括电机控制技术、调试和故障排除内容。
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电机学戈宝军第三版课后答案
第一题：第二题：第三题：第四题：第五题：扩展资料
这部分内容主要考察的是电阻的知识点：
电阻器由电阻体、骨架和引出端三部分构成（实芯电阻器的电阻体与骨架合二为一），而决定阻值的只是电阻体。电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。
电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。
电阻率ρ不仅和导体的材料有关，还和导体的温度有关。在温度变化不大的范围内，几乎所有金属的电阻率都随温度作线性变化，即ρ=ρ0(1+at)，式中t是摄氏温度，ρ是0℃时的电阻率，a是电阻率温度系数，利用这一性质可制成电阻温度计，有些合金电阻率受温度的影响很小，常用来作标准电阻。
ρ是电阻率，L为材料的长度， S为面积。可以看出，材料的电阻大小与材料的长度成正比，即在材料和横截面积不变时，长度越长，材料电阻越大；而与材料横截面积成反比，即在材料和长度不变时，横截面积越大，电阻越小。
电机学戈宝军第三版
第三章 变 压 器 3.1 变压器中主磁通和漏磁通的性质和作用有什么不同？在分析变压器时怎样反映其作用？它们各由什么磁动势产生？3.2 变压器的Rm、Xm各代表什么物理意义？磁路饱和与否对Rm、Xm有什么影响？为什么要求Xm大、Rm小？3.3 变压器额定电压为220/110V，如不慎将低压侧误接到220V电源后，将会发生什么现象？3.4 变压器二次侧接电阻、电感和电容性负载时，从一次侧输入的无功功率有何不同？为什么？3.5 变压器的其它条件不变，在下列情况下, X1σ, Xm各有什么变化？
(1) 一次、二次绕组匝数变化±10%；
(2) 外施电压变化±10%；
(3) 频率变化±10%。 3.6 变压器的短路阻抗Zk、Rk、Xk的数值，在短路试验和负载运行两种情况下是否相等？励磁阻抗Zm、Rm、Xm的数值在空载试验和负载运行两种情况下是否相等？3.7 为什么变压器的空载损耗可以近似地看成铁损耗?为什么短路损耗可以近似地看成铜损耗？负载时，变压器真正的铁损耗和铜损耗分别与空载损耗、短路损耗有无差别？为什么？3.8 当负载电流保持不变，变压器的电压变化率将如何随着负载的功率因数而变化？3.9 两台完全相同的单相变压器，一次侧额定电压为220/110V ，已知折合到一次侧的参数为：一、二次侧漏抗的标么值Z1*=Z2*=0.025�0�460o ，励磁电抗的标么值Zm*=20�0�460o ，如图所示把两台变压器一次侧串联起来，接到440�0�40oV的电源上，求下述三种情况一次侧电流的大小(用标么值表示)。题3.9图
（1）端点1和3 相连，2和4相连；
（2）端点1和4 相连，2和3相连；
（3）第Ⅰ台变压器二次侧开路，第Ⅱ台变压器二次侧短路。3.10 三相变压器变比和线电压比有什么区别？折算时用前者还是后者？3.11 Yd接法的三相变压器，一次侧加额定电压空载运行，此时将二次侧的三角打开一角，测量开口处的电压，再将三角闭合测量电流，试问当此三相变压器是三相变压器或三相心式变压器时，所测得的数值有无不同？为什么？3.12 变压器并联运行的最理想情况有哪些？如何达到最理想的情况？3.13 在三相变压器中，零序电流和零序磁通与三次谐波电流和3次谐波磁通有什么相同点和不同点？3.14 为什么三相变压器组不宜采用Yyn联结，而三相心式变压器又可采用Yyn联结？3.15 Yy连接的变压器，一次侧接对称三相电压，二次侧二线对接短路，如图所示。试用对称分量法分析出一、二次侧电流的对称分量，这种情况是否有中点位移？为什么？ 题3.15图3.16 一台三相电力变压器: SN=31500kVA，U1N/U2N=220/11kV, YNd11联接，f =50Hz, R1=R2�0�7=0.038Ω, X1s=X�0�72s=8Ω, Rm=17711Ω, Xm=138451Ω，负载三角接，每相阻抗Z=11.52+j8.64Ω。当高压方接额定电压时，试求：
(1)高压方电流，从高压方看进去cosφ1;
(2)低压方电动势E2；
(3)低压方电压、电流、负载功率因数、输出功率。3.17一台S9系列的三相电力变压器，高低压方均为Y接，SN=200kVA，U1N/U2N=10/0.4kV。在低压方施加额定电压做空载试验，测得P0=470W，I0=0.018×I2N=5.2A，求励磁参数。3.18 对习题3-20的变压器在高压方做短路试验：Uk=400V、Ik=11.55A、Pk=3500W，求短路参数。3.19 一台三相电力变压器铬牌数据为：SN=20000kVA，U1N/U2N=110/10.5 kV，高压方Y接、低压方Δ接, f =50Hz , Zk*=0.105, P0=23.7kW, I0*=0.65%, PkN=104kW。若将此变压器高压方接入110kV电网、低压方接一对称三角形联接的负载，每相阻抗为16.37+j7.93Ω，试求低压方电流、电压、高压方电流及从高压方看进去的功率因数。3.20 仍采用习题3.19变压器的数据，当高压方施加额定电压，低压方负载电流为953.5A，负载功率因数 (滞后),求电压变化率，低压方电压，效率。3.21 试画出图所示各变压器的高、低压方电动势相量图，并判断其联接组。 题3.21图3.22 一台三相变压器，高低压绕组同名端和高压绕组的首末端标记如图所示。试将该变压器联接成Yd7、Yy4和Dy5。并画出它们的电动势相量图。题3.22图参考答案3.1 答 主磁通：沿铁心闭合，同时与一次绕组和二次绕组相交链，并在所交链的绕组中感应电动势，它是实现能量转换的媒介，是变压器的工作磁通，占总磁通的绝大部分。漏磁通：主要沿非铁磁材料闭合，仅与一次绕组或二次绕组交链，在所交链绕组中感应电动势，起漏抗压降作用，在数量上远小于主磁通。 分析变压器时常以励磁电抗Xm反映主磁通的作用。由于主磁通的磁路是非线性的，故Xm不是常数，随铁心饱和程度的提高而减小。另外以漏电抗Xσ反应漏磁通的作用。由于漏磁通基本上是线性的，故Xσ基本上为常数 。 主磁通由一次绕组和二次绕组磁动势共同产生，漏磁通仅由一次绕组或二次绕组磁动势单独产生。3.2 答 Rm代表变压器的励磁电阻，它是反映变压器铁耗大小的等效电阻，不能用伏安法测量。Xm代表变压器的励磁电抗，反映了主磁通对电路的电磁效应。Rm、Xm都随磁路饱和程度增加而下降。Xm越大、Rm越小时，当主磁通一定时，铁耗越小，所以希望 Xm大、Rm小。为此变压器铁心材料都用导磁性能好（磁导率高）、铁损小、0.27mm、0.3mm、0.35mm厚冷轧硅钢片叠成。3.3 答 此时主磁通增加接近2倍，磁路饱和程度大增，励磁电流大大增加，铜耗增大，铁耗可能增加3～4倍，而Rm、Xm减小。此时将出现下列现象：电流过大，噪声过大，振动过大，变压器过热。3.4 答 因为变压器等效电路是感性的，因此当二次侧接电感性负载时，从一次侧输入的无功功率最大，电阻性负载次之，电容性负载时最小，若负载电容足够大时甚至可能向电网发送感性无功功率。3.5 答 漏电抗 ，励磁电抗 ，在忽略漏阻抗压降的情况下，U1≈E1=4.44fN1Фm 。
（1）当N1增加时，由于N1Φm＝常数，因此主磁通减小，磁路饱和程度下降，Lm上升，L1σ而与磁路饱和程度无关，L1σ不变。 当N11=1.1N1时，X1σ1＝1.21X1σ，Xm1>1.21Xm；当N11＝0.9N1时，X1σ1＝0.81X1σ，Xm11.1Xm；当f11=0.9f1时，X1σ1＝0.9X1σ，Xm1<0.9Xm。 3.6 答: 变压器的短路阻抗和运行状态无关。无论是短路试验状态还是负载运行状态，也无论两种状态下的电流是否相等，变压器的短路阻抗的数值相等。因为短路电阻实质上是绕组的导线电阻，其数值仅与导线的长度、截面及材料的电导率有关，与各运行状态下的电流大小无关。短路阻抗，实质上是由漏磁通决定的漏电抗，漏磁通的路径主要经过空气、油等介质，其磁导率是常数，与外施电压的大小或电流的大小无关。短路阻抗、短路电阻、短路电抗在短路试验及负载运行时的数值是相等的。 变压器的励磁电阻是由铁心损耗决定的等值电阻，当铁心中磁通量变化（即铁心磁密变化）时，其等效电阻值也跟着变化。 变压器的励磁电抗是与铁心中主磁通对应的电抗，其数值大小决定于铁心磁路的特性，当铁心中磁通量变化时，饱和程度变化，磁导率变化，励磁电抗值跟着变化。可见，变压器在空载试验和负载运行两种情况下，若一次侧外施电压相同，忽略漏阻抗压降时，E1近似认为不变，主磁通Фm 也没有变化，则励磁阻抗基本相等。 3.7 答: 变压器空载运行时，其损耗 ，即包括铁损耗、铜损耗两部分，但由于空载电流很小， ，所以可以忽略铜损耗。一般把空载损耗近似地看成铁损耗。 变压器短路试验时，其短路损耗中本来也有铁损耗、铜损耗两部分，但由于试验电压很低，铁心中磁通很小，短路时的励磁电流比额定电压时的空载电流更小，而短路电流很大，铜耗很大，所以相比较而言，铁损耗很小，可忽略。一般把短路损耗近似看成铜损耗。 负载时和空载试验时外施电压都是额定值，两者的铁耗差不多。严格分析起来，负载铁损耗略小于空载时的铁损耗，这是由于负载时，负载电流在一次漏阻抗上的压降比空载试验时大，这表明铁心内的磁通密度比空载时的稍低，因此铁损耗也就少些。所谓空载时的损耗，是包含少量铜损耗在内的，因此负载下的真正铁损耗比空载试验时测得的铁损耗略小。 负载和短路两种情况下的铜损耗比较，应该在同一电流（比如额定电流）下进行。铜损耗就是电流在短路电阻上的功率损耗，因两种情况下的电流近似相等，所以两者的铜损耗也相差不大。如果考虑到短路损耗包含少量铁损耗在内这一情况，那么负载时真正的铜损耗也比短路试验时测得的铜损耗略小。3.8 答: 当负载的功率因数等于1时，即纯电阻负载时，变压器的电压变化率很小。当负载呈电阻电感性时，即功率因数滞后，一般随着负载阻抗角ψ2落后的越多，电压变化率越大，当时达到最大，ψ2再增大，电压变化率又趋于减小。当负载呈电阻电容性时，即功率因数超前，随着负载阻抗角 超前得越多，电压变化率越小，当 时，电压变化率将变为负值，这时负载电压将大于空载电压。3.9 解:
（1）当端点1和3相连，2和4相连时，相当于两台变压器都工作在空载状态，取U1N=220V作为电压基值，外加电压标么值为 ,
取外加电压 作参考相量，即 , 则（2）当1和4 相连，2和3相连时，相当于两台变压器都工作在短路状态 （3）在该种情况下有 而 ， 所以改写为标么值的形式，即
（设 Zm不变） 3.10 答 三相变压器变比同单相变压器变比一样，表示一、二次侧相电动势之比，它等于一、二次侧绕组匝数之比。而线电压比是指一、二次侧线电压之比，显然它可能等于变比，或等于变比的 倍（或 倍），它的大小既与一、二次绕组联接法（星形联接或三角联接）有关。折算时要用变比。3.11 答 二次侧三角形开口所测得的电压为二次侧三相3次谐波电动势之和，组式变压器大，心式变压器小。因为组式变压器三相磁路彼此无关，3次谐波磁通能沿铁心闭合，因此数值较大，从而感应的3次谐波电动势也较大。而心式变压器三相磁路彼此相关，3次谐波磁通不能沿铁心闭合，只能借助油、油箱壁等漏磁路闭合，因此数值较小，从而感应的3次谐波磁动势也较小。 二次侧三角闭合所测得电流为3次谐波电流，无论是心式变压器还是组式变压器，所测得数值都很小。因为二次侧的3次谐波电流起励磁作用，使得主磁通接近正弦形，3次谐波磁通很小，感应的3次谐波电动势很小，其数值要远小于二次侧三角形开口时的3次谐波电动势。3.12 答 变压器并联运行最理想的情况有
（1）空载时，并联的各变压器一次侧之间没有环流。
（2）负载时，并联的各变压器所承担的负载电流按它们的额定容量成正比地分配。
为了达到上述并联运行的理想情况，各台变压器必须具备下列三个条件：
（1）各台变压器一次侧与二次侧额定电压对应相等；
（2）各台变压器的联接组号相同；
（3）各台变压器短路阻抗标么值相等。3.13 答 二者的相同点有：
（1）都是随时间变化的正弦函数。
（2）三相电流和磁通的零序分量彼此同大小、同相位，对称三相系统中电流和磁通的3次谐波分量也是彼此同大小、同相位的。
（3）流通情况相同。零序电流和3次谐波电流能否流通取决于绕组的联结法，零序磁通和3次谐波磁通的流通情况与三相磁路的结构有关。
二者的不同点有：
（1）频率不同，电流和磁通的零序分量的频率是基波频率，电流和磁通的三次谐波的频率是基波频率的三倍。
（2）产生的原因不同，电流和磁通的零序分量是三相不对称正弦波电流和磁通分解出来的，电流和磁通的3次谐波分量是非正弦波电流和磁通分解出来的。3.14 答 Yyn联结的三相变压器不对称运行或带单相负载时，会产生中点移动现象。中点移动的大小主要取决于零序电动势的大小，而零序电动势的大小又取决于零序磁通的大小。对于三相变压器组，零序磁通可以通过铁心闭合，故零序励磁阻抗等于正序阻抗，其数值很大，很小的零序电流可产生相当大的零序磁通，感应相当大的零序电势。中点移动大，相电压严重不对称，导致用电设备不能正常工作，故不采用Yyn联结。
而三相心式变压器则情况大不相同，零序磁通以油和油箱为回路，零序阻抗很小，带不对称负载甚至单相负载时，中点移动也不严重，故可采用Yyn联结。但零序磁通流经油箱壁时引起涡流损耗，为了尽量减小这种涡流损耗，以及尽量减小相电压的变化，对变压器的中线电流应加以限制。3.15 解 忽略励磁电流，并认为二次侧量均已折算到一次侧。电流方向如图所示。已知
二次侧电流的各相序分量为 根据磁动势平衡关系，立即可得一次侧各相序电流为由于无零序电流而不存在零序磁场，因而不存在零序电势，故不会发生中点移动。3.16 解: 对于三相变压器，由于是对称的三相系统，故采用高压A相、低压a相、负载a相构成一台单相变压器，即可用前述等效电路计算，画出等效电路。T型等效电路解Ⅰ 采用T型等效电路，如图所示。变比：
(1) 从高压方看进去等效阻抗(2)
(3) (实际上负载功率因数 可直接从ZL得出)
低压方电压:
低压方电流:
输出功率: Γ型等效电路 解Ⅱ 采用Γ型等效电路，如图所示。
(1)由题意可知：(2) 如图可知：(3)低压方电压： 低压方电流： 输出功率： 通过对T型和Γ型两种等效电路计算结果对比可知，所有电压、电流、功率、中间参数，两种方法误差小于0.5%，当然对小容量变压器误差会略大一些。3.17 解: 计算高低方额定相电压：变比：
空载相电流：
每相损耗 ：
低压方励磁阻抗 ：
低压方励磁电阻 ：
低压方励磁电抗 ：
以上参数是从低压方看进去的值，现将它们折算至高压方在高压方施加额定电压时， ，空载损耗 。可见在高压方、低压方施加额定电压做空载试验时，空载损耗相等。 3.18 解：相电压： 相电流： 一相损耗： 短路阻抗： 短路电阻： 短路电抗： 若在低压方做短路试验，则 低压方施加电压： 低压方电流： 低压方短路电阻： 低压方一相损耗:： 计算表明，在低压方做短路试验时，负载损耗值不变，但 太小， 太大，调压设备难以满足要求，试验误差也较大。3.19 解: 采用Γ型等效电路：低压方额定相电压：U2ψN =10500V低压方额定相电流： 低压方阻抗基值： 负载相阻抗标幺值： 负载支路电流标幺值： 低压方线电流 ： 低压方相电压标： 低压方线电压 ： 高压方空载电流标幺值： 高压方相电流标幺值： 高压方额定电流 ： 高压方电流 ： 从高压方看进去： 3.20 解：负载系数 ：
负载功率因数 ： 由题3.19低压方线电压： 此例的负载系数β、 与题3.19相同，采用电压变化率计算低压方负载时的端电压与题3.19(采用等效电路)结果十分接近。3.21 答:
(a) Yy10(b) Yd3(c) Dy1(d) Dd63.22 答:
(a) Yd7(b) Yy4(c) Dy5
电机学戈宝军答案
电机学-哈尔滨理工大学(戈宝军 )
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电机学院
清华大学、西安交通大学、浙江大学等。1、清华大学清华大学电机工程与应用电子技术系(简称电机系）创立于1932年，是清华大学最早成立的3个工程系之一。1989年率先将原电力系统自动化、高电压技术、电机三个专业合并为一个宽口径的“电气工程及其自动化”专业，列入了全国专业推荐目录。本学科是首批国家一级重点学科和一级学科博士点，在历次学科评估中保持全国第一或A+。电机系拥有电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室。
电机系现有专职教师103人，其中正高35人，副高55人，包括中国科学院和工程院院士各1位，IEEE Fellow8位。电机系始终坚持既瞄准国际前沿基础研究、又面向国民经济建设重大需求的理念，面向电气和电工两大行业进行科学攻关，近二十年共获国家科技三大奖27项。2、西安交通大学
西安交通大学电气工程学院前身是创建于1908年南洋公学(交通大学前身）的电机专科，是我国高等教育创办最早的电工学科。学院师资力量雄厚、实验设备先进，二级学科设置最为齐全。百年沧桑，春华秋实，经过几代人的努力，今天已成为我国电气工程领域人才培养和研究创新的重要基地之一。
学院目前主体学科为电气工程国家一级重点学科，并涵盖控制科学与工程、仪器科学与技术两个一级学科。拥有电力设备电气绝缘国家重点实验室、国家工科基础课程电工电子教学基地、特种电气技术教育部重点实验室(E类)、陕西省智能电网重点实验室、陕西省高压放电与等离子体工程技术研究中心、陕西省高电压大电流测试技术及装备工程实验室等。3、浙江大学
浙江大学电气工程学院由原浙江大学电机工程学系（科）发展而来，始建于1920年，时称电机工程科，是我国创建最早的电机系(科)之一。学院位于浙江大学玉泉校区，由电机工程学系、系统科学与工程学系、应用电子学系和电工电子基础教学中心组成。
学院涵盖电气工程、控制科学与工程2个一级学科，其中电气工程为主学科，是首批国家一级重点学科，先后被列入国家“211”和“985”工程重点建设项目，并入选国家一流学科建设名单。学院共有电气工程，具有电气工程一级学科博士学位授予权和控制理论与控制工程二级学科博士学位授予权以及7个二级学科硕士学位授予权，拥有电气工程及其自动化、自动化、电子信息工程3个本科专业。
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